10.在“空气中氧气含量的测定”实验探究中,甲生设计了如下实验方案:在燃烧匙内盛过量红磷,点燃后立即插入集气瓶内,塞紧橡皮塞,待红磷火焰熄灭,集气瓶冷却至室温,打开弹簧夹,水注入集气瓶.(实验装置如图1所示)回答下列问题:
(1)实验过程中,观察到红磷燃烧,产生大量的白烟.该实验得到的结论是氧气约占空气体积的$\frac{1}{5}$,反应的化学符号表达式是4P+5O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P2O5
(2)甲生实验结束后,发现测出的氧气的体积分数明显小于$\frac{1}{5}$.
请你参与探究:【提出问题】造成误差的原因是什么?如何改进课本上的实验装置?
【查阅资料】红磷、白磷的一些性质如下表:
颜色、状态熔点/℃着火点/℃密度/(g/cm3
红磷暗红色固体5902402.34
白磷白色或黄色固体44.1401.82
【猜想与假设】
甲同学:可能是导管内原含有空气,后来留有吸入的水,影响实验的准确性.
乙同学:可能是瓶内残留气体中还有氧气.
你还能作出的猜想是①装置的气密性好;②集气瓶未冷却至室温就打开了弹簧夹.
【交流与讨论】
(1)木炭也可以在空气中燃烧,其符号表达式为C+O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$CO2,丙同学认为用木炭代替红磷,就可以消除误差,大家认为他的猜想不合理,理由是木炭燃烧生成二氧化碳气体.
(2)他们对课本上的实验装置进行了如图2所示的改进(其他仪器忽略).
①甲同学提出应把红磷换为白磷,理由是白磷的着火点低,比红磷更容易被引燃.
②通过粗铜丝来点燃玻璃管内的白磷,这利用了金属铜的导热性.
③与课本上的实验装置相比较,该装置的一个优点是在密闭的环境中进行反应,能够减少实验误差.
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